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大跨度悬索桥施工控制程序设计及应用研究
| 论文题名： | 大跨度悬索桥施工控制程序设计及应用研究 |
| 关键词： | 桥梁施工;悬索桥;施工控制;几何非线性;CR列式法;参数分析;程序设计 |
| 摘要： | 近年来，随着我国交通建设事业的发展，在建的和将要建的悬索桥数量越来越多，并向着更大跨径、更大规模的方向发展。悬索桥作为跨越能力最大的一种桥型，表现出强烈的几何非线性，因此如何在结构分析中合理、精确地考虑其影响，具有重要的理论意义和工程价值。本文针对大跨度悬索桥柔性大、变形大的特点，以武汉阳逻长江公路大桥为工程背景，探讨了悬索桥主缆线形计算理论和几何非线性有限元理论，并提出了一些实用的计算和分析方法。 以分段悬链线理论为基础，采用迭代法计算分析了悬索桥线形计算中常用的两类问题；具体阐述了悬索桥主缆无应力索长不变原理和质量守恒原理以及索鞍两侧力的平衡条件；同时考虑了主缆在索鞍处的无应力索长的修正以及切点计算方法；推导了悬索桥主索鞍预偏量和散索鞍预转量增量的刚度方程；最后通过程序实现了悬索桥主缆成桥状态和空缆状态的线形和内力计算。 对几何非线性常用的分析方法和非线性方程的求解方法进行了比较和分析；根据悬索桥的受力特点和施工方法，对主缆、吊索、加劲梁、主塔以及索鞍结构行为进行了有限元模拟，通过自编程序实现了杆、索、梁组合结构的几何非线性分析；基于悬索桥多跨悬链线空缆线形计算原理，将索塔对主索鞍的作用等效成非线性弹簧模型，其刚度计入索塔的梁柱效应，导出了索塔的非线性抗推刚度和底截面弯矩的计算公式，分析了主缆索股架设过程中塔的受力与索股线形的变化规律；最后通过程序计算和分析了加劲梁吊装过程的几何非线性问题。 结合工程实例，对悬索桥的参数进行了敏感性分析，主要包括了索长变化、水平跨度变化、总体温度变化、主梁重量误差、地球曲率以及主缆弹性模量的变化对主缆线形的影响，用程序进行了计算和比较，找出了主要影响参数和相应的灵敏度；同时对前三种参数变化还用抛物线索的解析法进行了分析，得到了和分段悬链线方法类似的结论。 |
| 作者： | 苏龙 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 颜东煌;陈常松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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